Разработка нового отечественного турбовентиляторного двигателя выходит на финишную прямую. Проект способен стать основой для прорыва отечественного авиастроения на мировой рынок

Завершен первый этап летных испытаний нового двигателя для гражданской авиации ПД-14 (разработчик - пермский «Авиадвигатель», головной изготовитель - «Пермские моторные заводы»). Важность события чрезвычайна: в ближайшие годы в нашей стране может возродиться емкий сегмент машиностроения - гражданское авиадвигателестроение.

В 2014 году российские предприятия выпустили 43 пассажирских и транспортных самолета, из которых только четыре были оснащены двигателями отечественного производства. В краткосрочной перспективе ситуация может измениться. Оценивать экспортные перспективы ПД-14 пока преждевременно, однако .

Универсальный агрегат

На декабрьской пресс-конференции президент РФ Владимир Путин назвал завершение проекта ПД-14 (старт серийного производства намечен на 2017 год) важнейшим событием в отечественном двигателестроении с конца 80-х годов прошлого века:

Новый двигатель, которым планируется оснащать перспективный отечественный самолет МС-21 («Магистральный самолет XXI века»), - это прорыв, огромное достижение. Российский авиапром должен ориентироваться на собственные разработки. Создание ПД-14 позволит развивать целую линейку среднемагистральных и дальнемагистральных самолетов. Ранее мы планировали оснащать отечественные авиалайнеры иностранными двигателями Pratt & Whitney или Rolls-Royce. Очевидно, что ПД-14 будет гораздо лучше иностранных аналогов.

Унифицированная конструкция авиадвигателя позволит устанавливать мотор практически на все отечественные пассажирские и транспортные самолеты. Двигателем ПД-14 (с тягой 14 тонн) планируется оснащать МС-21-200/300/400 и военно-транспортные самолеты Ил-76 и Ил-214. Более мощную модификацию ПД-18 предполагается использовать на среднемагистральном узкофюзеляжном пассажирском лайнере Ту-214 и дальнемагистральном широкофюзеляжном Ил-96. Облегченной версией ПД-10 можно оснащать ближнемагистральные самолеты Sukhoi Superjet-100 (вместо французского двигателя SaM-146). Отдельную модификацию двигателя планируется устанавливать на тяжелый транспортный вертолет Ми-26 (взамен украинского Д-136).

Широкое применение двигателей семейства ПД должно обеспечить необходимый объем серийного производства и поможет окупить затраты на проект ПД-14. Общий объем инвестиций в него должен составить 70 млрд рублей, из них 35 млрд рублей - бюджетные средства.

ПД-14 против ПС-90

Сейчас единственным отечественным двигателем, которым оснащают современные российские авиалайнеры, является ПС-90А (головной производитель - «Пермские моторные заводы»). В 2014 году авиационные заводы выпустили и передали в эксплуатацию четыре новых самолета, оснащенных этими моторами: два Ту-214 ОН (заказчик - Минобороны РФ), Ту-214, Ил-96-300 (заказчик - управление делами президента РФ). Остальные авиалайнеры, произведенные в нашей стране, были укомплектованы иностранными двигателями: 34 самолета Sukhoi Superjet 100 - моторами SaM146 (производитель - французская компания PowerJet), три Ан-148 - моторами Д-436-148, два Ан-140 - моторами ТВ3-117 (все двигатели для Ан выпустил запорожский «Мотор Сич»).

По словам главного конструктора двигателей семейства ПД Игоря Максимова, практически все иностранные моторы на российских самолетах в перспективе будут заменены на отечественные аналоги.

Летно-технические характеристики ПД-14 опережают показатели ПС-90А. В частности, установка новейшего мотора на современный российский военно-транспортный самолет Ил-76МД-90А (серийное производство стартовало в 2015 году с двигателем ПС-90) позволит значительно продлить жизненный цикла лайнера. Модификация самолета с двигателем ПД-14М увеличит практическую дальность полета с максимальной нагрузкой 60 тонн с 4 тыс. км до 4,78 тысячи, дальность полета без нагрузки вырастет с 9,7 тыс. км до 10,8 тысячи, расход топлива на тонно-километр снизится на 14%, стоимость перевозки тонны груза сократится на 10%, - рассказывает Игорь Максимов.

Генеральный конструктор «Авиадвигателя» Александр Иноземцев уверен, что ПД-14 будет успешно конкурировать с перспективными продуктами аналогичного назначения лидеров мирового авиадвигателестроения: двигателями PW1400G (самолет МС-21) и PW1100G (самолет А320Neo) компании Pratt & Whitney, а также двигателями Leap-1А (самолет А320Neo) и Leap-1В (самолет В737 Мах) консорциума CFMI (компании General Electric и Snecma).

По заключению Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, двигатель ПД-14 не уступает иностранным конкурентам по сумме технико-экономических параметров. Этого удалось добиться за счет освоения уникальных технологий изготовления деталей и узлов. В частности, использование новых материалов на Уфимском моторостроительном производственном объединении позволило снизить массу пустотелой титановой рабочей лопатки вентилятора на 30%, что позволило уменьшить вес ПД-14 на 8 - 10% по сравнению с российскими двигателями старого поколения. Внедрение на Пермском моторном заводе технологии изготовления монокристаллических рабочих лопаток турбины из сплавов нового поколения с защитным керамическим покрытием дало возможность поднять температуру газа перед турбиной с 1900 до 2000 К. Также разработчикам удалось повысить степень сжатия в компрессоре на 20 - 50%, степень двухконтурности - в два раза, - заявил Александр Иноземцев.

Надежда на МС-21

Перспективы ПД-14 на международном рынке будут зависеть от объемов продаж ближнемагистральных (региональных) самолетов Sukhoi Superjet-100 (серийное производство ведется с 2008 года) и дальнемагистральных лайнеров МС-21 (выход в серию запланирован на 2017 год). Как следует из прогноза корпорации Boeing, с 2015 по 2034 годы в мире будет закуплено 38 050 самолетов, из них 35 560 единиц - магистральные (на общую сумму 5,5 трлн долларов), 2490 единиц (на 100 млрд долларов) - региональные.

Таким образом, проект МС-21 нацелен на самую емкую нишу мирового рынка авиастроения. После старта серийного производства ПД-14 покупателям предложат на выбор американский (Pratt & Whitney) или российский двигатель нового поколения.

Сейчас корпорация «Иркут» имеет 163 «твердых» заказа на МС-21. Единственный иностранный покупатель - малазийская компания Crecom Burj Berhad (25 самолетов). Наиболее крупный российский заказчик - «Аэрофлот» (50 самолетов). Также соглашения о приобретении МС-21 подписали ВЭБ-лизинг (30 машин), Ильюшин Финанс (28), Сбербанк Лизинг (20), ИрАэро (10). Практически все покупатели заказали МС-21 с американскими двигателями Pratt & Whitney. На данный момент только «Аэрофлот» заявил о приобретении 35 моторов ПД-14 для новых магистральных авиалайнеров.

Перспективы продаж МС-21 за границей вызывают большие вопросы. После распада СССР на рынке магистральных пассажирских лайнеров сложилась американо-европейская дуополия Boeing и Airbus (продажи остальных производителей носят штучный характер). Несколько лет назад свои проекты в этом сегменте анонсировали три новых игрока: Россия с проектом МС-21 корпорации «Иркут», Китай с самолетом С919 компании COMAC и канадская Bombardier с лайнером CSeries. Таким образом, к 2020 году число крупных производителей пассажирских самолетов может увеличиться с двух до пяти. При этом Boeing и Airbus уже в 2016 - 2017 годах выведут на рынок модели Boeing 737Max и А320Neo, оснащенные новыми высокоэкономичными двигателями.

Двигатель имеет все возможности для насыщения внутреннего рынка

Основные технические характеристики пяти конкурирующих авиалайнеров находятся на одном уровне. Главное преимущество МС-21 - вместительность: 212 пассажиров в версии МС-21-300. Для сравнения, у Airbus A320Neo показатель составляет 180 пассажиров, у Boeing 737 Max-8 - 189 пассажиров, у Bombardier CS300 - 135 пассажиров. Также российский самолет будет иметь увеличенный объем багажных полок, ширины кресел и прохода, что позволит быстрее проводить загрузку и выгрузку пассажиров, а также сократит период обслуживания машины в аэропорту. Новые модели Boeing и Airbus таких преимуществ не имеют: они не разрабатывались с нуля, поэтому унаследовали фюзеляжи предшественников.

Двигатель имеет все возможности для насыщения внутреннего рынка

Еще одно конкурентное преимущество МС-21 - невысокая стоимость: цена по каталогу составляет 78 млн долларов. Для сравнения, Airbus 320Neo обойдется покупателям в 102,8 млн долларов, Boeing 737 Max-8 - 106,9 млн долларов, Bombardier CS300 - 80 млн долларов.

Исполнительный директор агентства «Авиапорт» Олег Пантелеев считает, что перспективы продаж российских самолетов МС-21 будут зависеть от трех ключевых факторов: производственных возможностей сборочных площадок, устойчивости кооперации по поставкам комплектующих и возможностей продвижения на мировой рынок.

Пока многие российские и зарубежные компании не торопятся подписывать твердые контракты на поставку МС-21. В первую очередь это связано с тем, что самолеты еще не прошли необходимых предварительных испытаний, поэтому во многом существуют только на бумаге.

Другим серьезным препятствием продвижения проекта на мировом рынке МС-21 является отсутствие развитой системы послепродажного обслуживания. К примеру, покупатели любого самолета Boeing получают от производителя гарантию на три-четыре года на ремонт основных агрегатов машины. Также компания взяла на себя обязательство доставлять новые детали заказчикам в течение 12 часов в любую точку мира. Если самолет обслуживается покупателем самостоятельно, Boeing полностью компенсирует стоимость ремонта. Компания «Иркут» пока не сможет похвастать таким уровнем обслуживания. В ближайшие годы она планирует открыть сервисные центры МС-21 в ключевых городах России и СНГ. Для создания необходимой инфраструктуры с нуля потребуются серьезные капитальные вложения.

Несмотря на туманные перспективы выхода на мировой рынок, проекты МС-21 и Пд-14 все-таки можно считать прорывом для отечественного авиастроения. Государство создает необходимую авиационную инфраструктуру, налаживает производственные связи между предприятиями, стимулирует внедрение новых уникальных технологий. В долгосрочной перспективе это позволит сделать серьезный шаг для входа на мировой рынок гражданской авиации.

В 1985 году в ОКБ им. Н.Д.Кузнецова началось изучение концепции винтовентиляторного двигателя высокой степени двухконтурности. Было определено, что закапотированный ТВВД с соосными винтами обеспечит на 7% большую тягу, чем незакапотированный двигатель и закапотированный ТВВД с одноступенчатым вентилятором.

В 1990 году КБ приступило проектирование такого двигателя, получившего обозначение НК-93. Он предназначался в первую очередь для самолётов Ил-96М, Ту-204П, Ту-214, Но заитересованность в новом двигателе проявило и Министерство Обороны (планируется установка на военно-транспортном Ту-330). За основу конструкции был взят двигатель НК-92. Изготовление первого газогенератора началось в 1988 году. В 1989 году начались его испытания.

НК-93 выполнен по трёхвальной схеме с приводом закопотированного двухрядного винтовентилятора противоположного вращения СВ-92 через редуктор. Редуктор планетарный с 7 сателлитами. Первая ступень винтовентилятора 8-лопастная, вторая (на неё приходится 60% мощности) - 10-лопастная. Все лопасти саблевидные с углом стреловидности 30°, изготовлены из эпоксидного графитопластика (на первых 5 прототипах устанавливались лопасти из магниевого сплава). Газогенератор включает кольцевую камеру сгорания, 8-ступенчатый компрессор высокого давления, 7-ступенчатый компрессор низкого давления и 3-ступенчатую свободную турбину, передающую мощность на редуктор. Привод обоих компрессоров осуществляется от одноступенчатых турбин. Лопатки и диски компрессора низкого давления и первые 5 рабочих колёс компрессора высокого давления изготовлены из титана, остальные - из стальных сплавов. Диски турбин выполнены из сплавов на основе никеля, рабочие лопатки турбины высокого давления - из монокристаллических материалов, а лопатки турбины среднего давления - из материалов с направленной кристаллизацией.

Технические характеристики нового двигателя в мире аналогов не имели. По параметрам термодинамического цикла НК-93 близок к ныне разрабатываемым за рубежом двигателям, но имеет несколько лучшую экономичность (на 5%). Но из-за недостаточного финансирования работы сильно затянулись. В настоящее время изготовлено 10 экземпляров двигателя, на которых проходят всесторонние испытания. Для наземных испытаний разработан ряд стендов. Лётные испытания проводятся с привлечением летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. Серийное производство предполагается на на Казанском моторостроительном производственном объединении в кооперации с ОАО "Моторостроитель" и ОАО "Металлист-Самара".

Модификации двигателя:

• НК-38 - газоперекачивающая установка.
• НК-94 - на криогенном топливе.

Технические характеристики

Габариты, мм: длина диаметр внешний диаметр винтовентилятора	5975 3150 2900
Масса сухая, кг	3650
Степень двухконтурности	16,6
Удельный расход топлива на крейсерском режиме, кг/кгс·ч	0,49
Расход воздуха на крейсерском режиме, кг/с	1000
Степень повышения давления в компрессоре	37,0
Температура газа перед турбиной, °C	-
Взлётная тяга, кгс	18000
Тяга на крейсерском режиме, кгс	3300
Частота вращения ротора, об/мин.	-
Ресурс, час.: назначенный до первого капремонта	15000 7500

Литература

1. Боев Д. От двигателя! Или все же к нему? // Авиапанорама. - 1998. - №1.
2. Гриценко Е., Осипов В., Сватенко С., Клинский Б. В 21 век с двигателем пятого поколения // Двигатель. - 2000. - №3. - С. 16.

ТОТ САМЫЙ "НК" - 2

Николай Александров

"Отыщи всему начало, и ты многое поймешь".
Козьма Прутков

Первая статья под названием "Тот самый НК" появилась в нашем журнале в начале 2000 года. Тогда она была посвящена жизни и деятельности Генерального конструктора Н.Д. Кузнецова. В конце статьи был посыл: "...конструкция НК-93 является базовой для семейства двигателей взлетной тягой 8000…23000 кгс". Положение, сложившееся в авиационном двигателестроении, как нам кажется, заставляет вновь вспомнить о судьбе творческого наследия Николая Дмитриевича, прежде всего - НК-93. /редакция журнала "Двигатель"/

Ты помнишь, как все начиналось…

После внедрения в производство первого отечественного широкофюзеляжного самолета Ил-86, который был оптимизирован для полетов на дальность около 3000 км, в ОКБ им. С.В. Ильюшина приступили к разработке новой машины, способной при приблизительно одинаковой с "восемьдесят шестым" пассажирской нагрузке преодолеть без посадки расстояние порядка 8500…9000 км. Генеральный конструктор Г.В. Новожилов в качестве основного рассматривал вариант силовой установки с четырьмя двигателями НК-56, разработка которых велась Куйбышевским НПО "Труд". Трехвальный двигатель НК-56, создававшийся под руководством генерального конструктора Н.Д. Кузнецова, принадлежал к новому поколению, отличался повышенной температурой газа перед турбиной, умеренной степенью двухконтурности и улучшенной экономичностью. Максимальную тягу нового двигателя, согласованную с самолетостроителями, выбрали равной 18000 кгс. К маю 1983 г. суммарная наработка опытных НК-56 составила 3630 ч. Отработка машины шла полным ходом.

Однако вследствие сложного и противоречивого комплекса причин министерство авиапромышленности в лице его руководителя И.С. Силаева приняло решение сделать ставку на единый для пассажирской авиации двигатель Д-90, разрабатывавшийся пермским ОКБ под руководством П.А. Соловьева. Следует отметить, что в области двигателей для пассажирских самолетов кузнецовское ОКБ в семидесятые годы в известной мере подорвало свое "реноме": на самолетах Ту-154М и Ил-62М моторы семейства НК-8 уступили место соловьевским двигателям Д-30К; созданный в короткие сроки под давлением того же МАП двигатель НК-86 быстро перестал удовлетворять требованиям в отношении экономичности (собственно, Н.Д. Кузнецов предупреждал об этом прежнего министра П.В. Дементьева еще на этапе разработки, но тот настоял на быстрой разработке мотора на базе уже устаревавших НК-8). С другой стороны, в начале восьмидесятых кузнецовское ОКБ было загружено доводкой военных ТРДД НК-25 и НК-32, предназначавшихся для тяжелых и стратегических бомбардировщиков, а пермское ОКБ, наоборот, испытывало дефицит заказов. Сыграли свою роль и личные взаимоотношения в тройке Силаев - Кузнецов - Соловьев. Как бы то ни было, министерство распорядилось прекратить разработку НК-56. Одновременно ОКБ им. С.В. Ильюшина получило указание перепроектировать Ил-96 под четыре двигателя Д-90. Г.В. Новожилову пришлось уменьшить длину фюзеляжа, сократить площадь крыла и пассажировместимость машины. Но и в этом случае тяга разрабатывавшегося пермского двигателя (13500 кгс) оказывалась недостаточной. По требованию ильюшинцев П.А. Соловьев согласился довести ее до 16000 кгс. Такое решение позволило и туполевцам отказаться от трехдвигательного варианта Ту-204 и перейти к привычной ныне схеме машины с двумя моторами Д-90.

Н.Д. Кузнецов не собирался сдавать позиции и в 1983 г. распорядился начать проектирование собственного "шестнадцатитонника", получившего наименование НК-64. Его номинальная тяга на большой высоте (3500 кгс) почти не отличалась от соответствующего показателя НК-56, зато "шестьдесят четвертый" обещал стать более экономичным (удельный расход 0,58 кг/кгс·ч). Однако проведенные в конце 1984 - начале 1985 гг. сравнительные испытания НК-64 и Д-90, по мнению представителей МАП, выявили преимущество пермского двигателя по одному из важнейших параметров - удельному расходу на крейсерском режиме (в современных справочниках по авиадвигателям этот параметр ПС-90А указывается равным 0,595 кг/кгс·ч). Куйбышевские двигателестроители проиграли второй тур борьбы.

Следующие шаги Н.Д. Кузнецова в области гражданских авиадвигателей были связаны с разработкой сверхмощного турбовинтовентиляторного НК-62 и трехконтурного НК-63 тягой 25…30 тс, по классу соответствующих двигателю Д-18Т. В отличие от последнего мотор НК-63 впервые в нашей стране имел двухступенчатый редукторный вентилятор большого диаметра, ступени которого вращались в противоположном направлении. Однако все указанные двигатели кузнецовского ОКБ не были востребованы заказчиком - разработка альтернативной силовой установки для малосерийного "Руслана" не выдерживала экспертизы с экономической точки зрения.

Во второй половине восьмидесятых годов минувшего столетия в ОКБ им. С.В. Ильюшина началась проработка технического облика нового тяжелого транспортного самолета Ил-106, призванного в перспективе прийти на смену Ил-76 и, возможно, Ан-124.

Максимальная полезная нагрузка машины задавалась равной 80 т при дальности полета 5000 км, крейсерская скорость - 820…850 км/ч. Проработка велась с использованием опыта создания Ил-96; для удобства загрузки конструкторы избрали традиционную для "транспортников" схему высокоплана. Подобно "Руслану", машина должна была иметь две погрузочно-выгрузочных рампы - в носу и хвостовой части самолета. Эскизный проект самолета появился в начале печально известных катастрофическим спадом экономики девяностых годов минувшего столетия. Поднимать машину в небо должны были четыре двигателя НК-92 (позднее - НК-93) максимальной тягой по 18000 кгс.

В конструкции НК-93 нашли свое место многообещающие технические решения, опробованные в той или иной мере на опытных машинах - высокотемпературная камера сгорания и турбина первой ступени, а также двухрядный винтовентилятор с поворотными лопастями, приводимый во вращение с помощью дифференциального планетарного редуктора. Между прочим, количество лопастей на этих ступенях разное - восемь на первой и десять на второй. Угол установки саблевидных лопастей первой и второй ступеней вентилятора может изменяться в диапазоне 110°. Форма лопаток в совокупности с шумопоглощающими покрытиями обечайки вентилятора двигателя НК-93 обеспечивает соответствие нормам главы 3 ИКАО по шуму во всех контрольных точках.

Работы по газогенератору двигателя НК-93 начались в 1988 г.; первый газогенератор был испытан в 1989 г. Двигатель имеет трехвальную конструкцию: одноступенчатая турбина высокого давления приводит восьмиступенчатый компрессор высокого давления, одноступенчатая турбина среднего давления приводит семиступенчатый компрессор низкого давления, а трехступенчатая свободная турбина передает мощность на редуктор. На крейсерском режиме при М = 0,75 и высоте полета 11000 м удельный расход топлива двигателя НК-93 по расчетам должен был составлять около 0,49 кг/кгс·ч, а расход воздуха - 1000 кг/с.

Время иллюзий и утерянных возможностей

Начиная с 1993 г. началось обвальное сокращение объемов выпуска авиатехники.

Существенная часть указанной авиатехники производилась на экспорт, так что реальные закупки самолетов и вертолетов для внутреннего рынка были еще ниже. Так, в 1992 г. гражданская авиация России приобрела 282 воздушных судна (83 самолета и 119 вертолетов), в 1995 г. - 31 (22 самолета и 9 вертолетов), в 2000 г. - 4 (3 самолета и 1 вертолет). Следует также отметить, что часть техники - это самолеты-бипланы, спроектированные в МАИ и временно востребованные на рынке западными и отечественными обеспеченными любителями экзотики. Вскоре интерес к этим самолетикам пропал. Такими оказались реальные цена и итоги приватизации авиапромышленности в нашей стране.

Ни Самарский научно-технический комплекс (бывшее ОКБ Н.Д. Кузнецова), ни основные потребители его продукции - туполевское и ильюшинское ОКБ - в число счастливчиков не попали. Обратимся к фактам. До 1995 г. из государственной казны на доводку НК-93 не было выделено ни копейки. На протяжении следующего пятилетия госфинансирование составляло 5…6 % от минимально необходимого. В 1999 г. авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина объявил о сокращении своих "приоритетных программ". Из-за отсутствия средств прекращалась разработка Ил-96МД, Ил-98, Ил-106 и легкого двухмоторного самолета на базе однодвигательного Ил-103. Важнейшим проектом, за который продолжал хвататься как за соломинку бывший авиационный гигант, оставалось создание пассажирских и грузовых вариантов самолетов на базе Ил-96: Ил-96-300 с российскими двигателями ПС-90А1 и Ил-96М/Т, который предполагалось оснащать двигателями "Пратт-Уитни" и авионикой фирмы "Рокуэлл Коллинз". По оценкам так называемых российских экспертов, за десятилетний период (до 2010 г.) авиакомплекс имени С.В. Ильюшина намеревался продать около сотни Ил-96Т. Увы…
В 2001 г. об отказе от планов осуществления программы Ил-106 заявило и руководство ВВС. "Проект тяжелого военно-транспортного самолета Ил-106 разработки ОКБ имени Ильюшина в настоящий момент не востребован, - резюмировал неназванный эксперт. - ВВС располагают парком оперативно-стратегических военно-транспортных самолетов (ВТС) типа Ан-124 "Руслан", которые имеют большой остаточный ресурс. Имеющийся парк самолетов Ил-76 и Ан-124 пока полностью удовлетворяет потребности в военно-транспортных перевозках".

Параллельно развивалась коллизия вокруг нового грузового и военно-транспортного самолета Ан-70. Он попеременно объявлялся то величайшим достижением авиационной мысли, то совершенно провальным, никому не нужным проектом - в зависимости от того, как менялись взаимоотношения между политическими элитами России и Украины. Как только котировки Ан-70 понижались, возникали разговоры об оживлении интереса российских ВВС к еще одной транспортной машине - Ту-330, призванной заменить безнадежно устаревший средний военно-транспортный самолет Ан-12. В базовом варианте Ту-330, объявленный "реинкарнацией" Ту-204 в варианте летающего грузовика, намечали оснащать двумя двигателями ПС-90А, но в "продвинутой" версии конструкторы проработали силовую установку с двумя НК-93, что, по их мнению, заметно повышало привлекательность проекта для потенциальных заказчиков. Однако туполевцам, как и ильюшинцам кто-то могущественный систематически ставил палки в колеса, и проект "триста тридцатого" так и не перешагнул стадии деревянного макета. Многократно заявлялось о том, что на казанском авиазаводе, заручившемся поддержкой М. Шаймиева, вот-вот начнут серийное производство машины, способной перевозить до 30 т груза на расстояние до 3000 км.

В частности, в 2001 г. вице-премьер И. Клебанов подчеркивал, что "на сегодня НК-93 - это самый хороший двигатель не только в России, но и в мире". Он же утверждал, что НК-93 "получился, под него уже есть новые самолеты". Клебанов заявлял о необходимости начать серийное производство пассажирского Ту-214 с НК-93 не позднее чем с 2004 г., а сертификацию закончить еще в 2003 г. Где они, эти планы? Почему они остались только словами, унесенными ветром, ведь государство, как известно, располагало в указанный период немалыми ресурсами. Впрочем, именно тогда началось активное продвижение разработки "российского регионального самолета" RRJ, впоследствии сменившего наименование на другое, столь же "российское" - "суперджет". Это отдельная история, однако она как-то повлияла и на судьбу НК-93, поскольку средств на доводку последнего снова стало "катастрофически не хватать". Было потеряно еще несколько лет, и только летом 2007 г. на московском аэрокосмическом салоне все желающие могли наблюдать НК-93 под крылом летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. "Неужели дело все-таки сдвинулось, и двигатель вот-вот получит реальную путевку в небо?" - подумали оптимисты.

Как бы не так! Вскоре этот чуть ли не единственный в стране Ил-76ЛЛ срочно понадобился для проведения испытаний двигателя SaM-146, совместного продукта НПО "Сатурн" и французской фирмы "Снекма", предназначенного для "суперджета".

Реалии сегодняшнего дня

На протяжении последних пяти лет среднемировые темпы роста рынка регулярных грузовых перевозок составляют 5,5…6 % в год. Рецессия, наметившаяся в США, замедляет этот процесс, но по прогнозам компаний "Боинг" и "Эрбас", в долгосрочной перспективе объем воздушных грузоперевозок будет только расти. Между тем двигатель НК-93 с закапотированным винтовентилятором большого диаметра как нельзя лучше подходит именно для транспортных машин. Во-первых, их строят преимущественно по высокопланной схеме. Во-вторых, большой диаметр вентилятора несколько ограничивает крейсерскую скорость машины, а для пассажирского самолета высокая скорость - это все же важный козырь. В случае с "транспортником" этот вопрос отступает на второй план. В-третьих, именно для транспортных перевозок экономичность НК-93 - особенность, которая дорого стоит.

Но давайте снова вернемся к реалиям. Разработка Ту-330, по-видимому, зашла в тупик, как в свое время и создание Ил-106. В рамках государственной федеральной программы анонсируется создание только трех новых относительно крупных самолетов: уже упомянутого "суперджета" с моторами SaM-146, совместного с Индией транспортного МТА и, в более далекой перспективе - ближне-среднемагистрального лайнера МС-21. Габаритно-массовые и схемные решения указанных машин практически исключают применение на них двигателей НК-93.

Реально возможным остается применение НК-93 только на тяжелом широкофюзеляжном Ил-96-400Т и, что менее вероятно - на каких-то особых вариантах узкофюзеляжного Ту-204. Особых, потому что трехметровый винтовентилятор НК-93 как-то не очень компонуется с крылом и шасси относительно низкорослого "двести четвертого" - достаточно посмотреть на фотографии машин с ПС-90А, мидель которых не в пример меньше (одним из возможных способов решения указанной проблемы специалисты считают размещение двигателей не под, а над крылом, однако при этом неизбежно увеличится масса конструкции мотогондол и пилонов и ухудшатся условия обслуживания двигателей).

По прогнозам компании "Эрбас", в следующие 20 лет перевозчикам будет поставлено 877 новых грузовых самолетов на сумму около $200 млрд (548 машин тяжелого класса грузоподъемностью более 80 т, 188 дальнемагистральных самолетов грузоподъемностью 40…80 т и 141 средний транспортный с нагрузкой 30…60 т). В денежном выражении на создание тяжелых самолетов ожидается выделение $151 млрд, на дальнемагистральные - $30 млрд, на ближнемагистральные - $18 млрд. К наиболее привлекательному классу тяжелых самолетов как раз и относится Ил-96-400Т. В соответствии с озвученными планами ОАК сборка тяжелых Ил-96 будет вестись в ОАО "Воронежское акционерное самолетостроительное общество" (ВАСО) как минимум до 2015 г. Однако пока это, главным образом, машины с двигателями ПС-90А.

Как уже упоминалось, в начале 90-х годов минувшего столетия ильюшинское конструкторское бюро модернизировало Ил-96, установив на него четыре двигателя PW 2337 компании "Пратт-Уитни". Длина фюзеляжа увеличилась на 8,6 м. Первый полет такой версии под названием Ил-96М состоялся в апреле 1993 г. В дальнейшем на его базе был создан грузовой вариант Ил-96Т. В его левом борту перед крылом предусмотрели грузовой люк размером 4,9х2,9 м. Тяжелый транспортник впервые поднялся в воздух в мае 1997 г. Его сертифицировали как по российским нормам (март 1998 г.), так и по американским (июль 1999 г.). Однако в дальнейшем производство таких машин свернули, а полученные для проведения испытаний от зарубежных производителей двигатели и бортовая аппаратура были возвращены обратно.

Впоследствии ильюшинцы разработали новую модификацию Ил-96-400 с модернизированными двигателями ПС-90А1 тягой 17,4 т. Грузовая версия с четырьмя такими моторами получила обозначение Ил-96-400Т. Его максимальная коммерческая загрузка выросла до 92 т. Дальность полета с коммерческой загрузкой 40 т достигла 12000 км. Летные испытания Ил-96-400Т начались в 2007 г. Программа получила поддержку от заказчиков: в июне 2005 г. авиакомпания "Атлант-Союз" подписала с ИФК контракт на приобретение двух 400-х "Илов". В июне 2007 г. ИФК подписала еще два соглашения по Ил-96-400Т: "Атлант-Союз" заказал еще три самолета, а компания "Аэрофлот-Карго" выразила желание приобрести сразу шесть машин.

"По заявленным характеристикам Ил-96-400Т соответствует мировым стандартам,- указал гендиректор ЗАО "Аэрофлот-Карго" Олег Королев.- Он близок к самолету MD-11F, активно эксплуатируемому на мировом рынке. В "Аэрофлот-Карго" законтрактованы шесть Ил-96 и шесть MD-11F. При сходной максимальной коммерческой загрузке - соответственно 92 т и 90 т - у Ил-96 значительно больше грузовая дверь, что позволит загружать паллеты более высокого контура". Еще одним преимуществом "Илов" О. Королев считает то обстоятельство, что авиакомпания может выполнять полеты над территорией РФ без ограничений, а также избежать уплаты таможенных пошлин за ввоз воздушных судов иностранного производства. "Аэрофлот-Карго" планирует использовать Ил-96-400Т на линиях средней дальности. От степени успешности эксплуатации первых шести "Илов" зависит объем будущих закупок аналогичных машин компанией. "Для дальнейшего развития парка дальнемагистральных самолетов после 2012 г. рассматриваются самолеты "Боинг" 777F, 747-400F, 747-8F. Но пока это только исследования. Важно, как покажут себя новые Ил-96-400Т", - заявил О. Королев.

Теперь самое важное: сегодня ильюшинцы прорабатывают новую модификацию самолета, получившую предварительное наименование Ил-196. Именно на этой машине вместо пермских ПС-90А1 планируется установить четыре двигателя НК-93. "Этот мотор дает возможность увеличить тягу и при этом снизить расход топлива, - заявил глава "Ильюшин-Финанс" А. Рубцов. - У НК-93 ниже удельный расход топлива: в перспективе его можно довести до уровня 0,53…0,515 кг/кгс·ч, тогда как у ПС-90А этот показатель составляет 0,6". Правда, по его мнению, у НК-93 есть одна проблема - он почти на тонну тяжелее, чем ПС-90А. Для четырехдвигательного Ил-96 увеличение массы составит почти 4 т. "Но по тому, что есть на бумаге и в железе, мы видим, что двигатель НК-93 позволяет и увеличить дальность и коммерческую нагрузку, и снизить расход топлива, - считает А. Рубцов. - Проект оснащения самолетов двигателями самарского производства станет возможен с 2011-2012 гг. В ближайшее время будет проведено совещание с двигателестроителями".

В соответствии с проектом грузовая версия Ил-196Т будет иметь максимальный взлетный вес 270 т и максимальную коммерческую нагрузку 92 т; максимальная дальность с указанным грузом составит 5,8 тыс. км. Ил-96-400Т при взлетном весе 265 т и той же 92-тонной нагрузке может пролететь лишь 5 тыс. км. Однако если расход топлива у последнего составляет 7,5 т/ч, то у Ил-196 он, по расчетам, будет 6,1 т/ч (на 19 % ниже). Правда, за такую экономию придется заплатить: каталожная цена 400Т составляет $75 млн, а для 196-го планируется на уровне $90…110 млн.

"Такая машина будет превосходить по своим показателям грузовой "Боинг" 777", - утверждает А. Рубцов. Впрочем, "Боинг" 777F должен появиться на рынке в 2011 г., а поставки Ил-196 планируется начать годом позже. "Боинг" при максимальной взлетной массе 347 т будет способен перевозить 104 т на расстояние 6020 км с расходом топлива 5,82…6,21 т/ч. Однако Ил-196 окажется вдвое дешевле: прогнозируемая каталожная цена 777F составит $187-250 млн.

Глава ИФК указал, что "в ходе испытаний НК-93 действительно был получен удельный расход топлива на 10…15 % меньший по сравнению с ТРДД классической компоновки. По сообщениям представителей СНТК, по состоянию на весну 2008 г. научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по НК-93 были выполнены уже на 90 %. В 2007 г. для уточнения его характеристик опытный двигатель установили на летающую лабораторию Ил-76ЛЛ № 3908. Первый из 25 запланированных полетов состоялся 3 мая 2007 г. Однако, по некоторым оценкам, для доведения проекта до серийного варианта требуется еще около $100…150 млн. До последнего времени таких средств у СНТК не было…" Только с переходом СНТК в декабре прошлого года под контроль ОПК "Оборонпром" (дочернее предприятие "Рособоронэкспорта") шансы на оздоровление обстановки на предприятии и на завершение проекта НК-93 возросли. "После прихода на СНТК "Оборонпрома" у нас появилась надежда на завершение работ по НК-93, - заявил А. Рубцов. - Теперь за этим проектом стоит холдинг, очень мощный в финансовом и организационном отношениях. Впереди, конечно, очень много сложностей, особенно по сертификации этого двигателя по авиационным правилам АП-33 и по европейским нормам. Но ИФК уже ведет переговорный процесс по вопросу установки НК-93 на Ил-96".

Проекты Ил-96-400Т и Ил-196 могут стать базовыми при создании семейства самолетов, предназначенных для министерства обороны РФ. Авиационный комплекс "Ильюшин" уже проработал проекты создания самолета-заправщика Ил-96-400СЗ и воздушного пункта управления Ил-96-400ВзПУ. Первый должен обеспечивать дозаправку топливом в полете самолетов дальней, морской, разведывательной, фронтовой и специальной авиации. Ил-96-400СЗ предлагается в качестве замены существующим сегодня Ил-78 и Ил-78М, которые к 2015-2020 гг. все будут выведены из эксплуатации. К этому времени предлагается построить 20-40 заправщиков Ил-96-400СЗ. "Такой самолет по обобщенному критерию, учитывающему количество принимаемого на борт топлива для дозаправки и длительность нахождения в воздухе, будет вдвое эффективнее Ил-78, в 1,8 раза - Ил-78М и в 1,25 - самого массового в ВВС США самолета-заправщика KC-135R, - сообщил представитель комплекса "Ильюшин". - Он будет лишь незначительно уступать KC-10A, но после модернизации Ил-96-400СЗ, например, в варианте Ил-196СЗ и это отставание будет преодолено".

Воздушный пункт управления Ил-96-400ВзПУ должен заменить устаревающие Ил-80, которым уже требуется восстановительный ремонт и обязательная глубокая модернизация. Новый самолет должен обеспечить полеты в зоне, расположенной на удалении 500 км от аэродрома базирования с дежурством на протяжении 12…24 ч. По расчетам ильюшинцев, Ил-96-400ВзПУ по своему потенциалу более чем в два раза превосходит Ил-80 и будет незначительно уступать по продолжительности дежурства в воздухе самолету управления США Е-4В. При увеличении продолжительности полета благодаря использованию Ил-196 в качестве базовой машины ее боевые возможности станут равными с Е-4В. К 2015-2020 гг. Воронежское авиастроительное объединение готово построить 2-4 ВзПУ на базе Ил-96-400Т или Ил-196. Кроме того, разработчики предлагают на основе версии 400Т создать самолет радиоэлектронной разведки и противодействия, а также самолет дальнего радиолокационного обнаружения и наведения, аналогичный американскому самолету AWACS типа E-3 Sentry. Правда, минобороны РФ пока не разместило заказов ни на Ил-96-400СЗ, ни на Ил-96-400ВзПУ.

Перспективы оснащения двигателем НК-93 среднемагистрального узкофюзеляжного Ту-204, причем как грузовой, так и пассажирской версий, как уже отмечалось, выглядят более смутными. "На Ту-204 двигатель НК-93 не влезает. Для его установки необходимо удлинить шасси, - утверждает, в частности, А. Рубцов. - Хотя не исключаю, что в перспективе возможен и такой вариант модернизации". Между тем, в туполевском конструкторском бюро варианту самолета с НК-93 уже присвоен индекс Ту-304. Правда, по словам представителя ОАО "Туполев", "сейчас преждевременно говорить о полноценной разработке варианта Ту-204 с силовой установкой с НК-93, такая возможность находится только в проработке". "Двигатели на самолетах семейства Ту-204 подвешены под крылом, которое тоже имеет низкое расположение, - признал представитель ОАО "Туполев". - Диаметр мотогондолы НК-93 больше, чем у ПС-90А и ПС-90А2. Из-за этого НК-93 не помещается под крылом существующих версий Ту-204. Причем проблема заключается не только в увеличении высоты стойки шасси. Более низкое расположение и больший диаметр воздухозаборника НК-93 могут привести к росту вероятности попадания в двигатель посторонних предметов".

Планами ОАК в период 2008-2012 гг. планируется построить в разных версиях 84 самолета Ту-204. На 70 самолетов уже имеются твердые контракты и опционы. Крупнейшим покупателем этих машин стала ИФК, портфель договоров и опционов которой на Ту-204 разных версий на 2008-2015 гг. сейчас составляет 40 машин. "Анализ рынка показывает, что в связи с динамичным развитием транспортной авиации потребность в самолетах Ту-204 до 2015 г. составит 250-300 самолетов, - заявила представитель ОАО "Туполев" Т. Скворцова. - Это емкость внутреннего и внешнего рынка грузовой версии самолетов Ту-204. При инвестировании в заводы, в частности в "Авиастар-СП", можно эту задачу выполнить".

Новые угрозы

Итак, казалось бы, неимоверно трудная история доводки НК-93 подходит к своему относительно счастливому концу. В начале 2008 г. десятый изготовленный СНТК им. Н.Д. Кузнецова двигатель вновь подвесили под крыло Ил-76ЛЛ, появились какие-то просветы с госфинансированием. Определилась машина, на которую можно "без вопросов" устанавливать серийные двигатели (Ил-96 или Ил-196) и еще одна, в отношении которой вопросы, правда, остаются (Ту-204 или Ту-304). Если параллельно реанимировать программу Ту-330 (теперь туполевцы предпочитают использовать наименование Ту-204-330, акцентируя внимание на общность конструкции рампового "грузовика" и выпускающегося серийно "двести четвертого), то суммарная потребность в двигателях НК-93 может обеспечить рентабельность организации их серийного производства.

Однако в январе 2008 г. генеральный конструктор ЗАО "ВК-МС" Е.А. Гриценко вновь высказал большую обеспокоенность судьбой многострадального "девяносто третьего". Теперь опасность, на его взгляд, исходит от неназванной, но, по-видимому, могущественной группировки лиц, которые избрали новый способ дискредитации НК-93. Они заявляют, что за тот период, на который затянулось создание двигателя по рассмотренным выше причинам, он устарел. Мол, давайте уж испытаем его, коль этого добиваются разработчики, а затем… отправим в музей и начнем разработку "нового, еще более многообещающего образца".

Лукавство этих предложений очевидно всякому здравомыслящему человеку. Никакого "нового авиадвигателя" в случае отказа от серийного производства НК-93 Самарский НТК, скорее всего, уже никогда не создаст. Главная цель ратующих за "технический прогресс" - добить предприятие, устранив его как конкурента западных авиадвигателестроительных компаний навсегда.
Между тем, Е.А. Гриценко утверждает обратное: "Техническое лицо" двигателя в ходе многотрудной отработки постоянно совершенствовалось, его данные становились все более привлекательными для авиастроителей и, в частности, установлено, что: тяга на взлетном режиме может быть увеличена до 20 тс; удельный расход топлива на максимальном крейсерском режиме действительно составил 0,49 кг/кгс·ч при М = 0,75 и 0,520 кг/кгс·ч при М = 0,8; ресурс основных деталей "холодной" части доведен до 15000 полетных циклов или 60000 ч; ресурс "горячей" части составил 10000 полетных циклов, а ресурс редуктора - 30000 ч.

По экономичности НК-93 значительно превосходит все существующие российские и зарубежные ТРДД. Двигатель соответствует нормам ИКАО по шуму и выбросам вредных веществ. Намечается, что в серийном производстве НК-93 будет изготавливаться в следующей кооперации: ОАО "Казанское МПО" (головное предприятие), ОАО "Моторостроитель" (Самара), ОАО "Металлист - Самара", ОАО "НПП "Аэросила" (Ступино). Их выпуск позволит создать несколько тысяч рабочих мест и на долгие годы сохранит нишу двигателей в России в классе 18…20 тс".

Е.А. Гриценко признает, что предстоит выполнить большой объем работ по доводке НК-93, однако, по его мнению, это нормальная практика для любого нового сложного изделия.

В то же время, пока затягивается начало производства двигателей НК-93, прямые конкуренты не дремлют. "Когда СНТК им. Н.Д. Кузнецова разрешили демонстрацию двигателя НК-93 на международных выставках и у себя на заводе, то инофирмы выдали заказы на некоторые работы и проекты. Так, немецкая фирма МТУ заказала ОАО "СНТК им. Н.Д. Кузнецова" проведение испытания двигателя с "саблевидными" и прямыми лопатками винтовентилятора для определения создаваемого шума и к.п.д. различных вариантов лопаток. Фирмы "Дженерал Электрик" и "Снекма" заказали СНТК проекты редукторов для двигателей высокой степени двухконтурности, а компания "Аэрбас" заключила контракт с предприятием на исследование возможности применения двигателя НК-93 и двигателя такой же схемы, но меньшей тяги, на своих перспективных самолетах", - указал Е.А. Гриценко. Следует признать, что самарцы иной раз действовали не слишком логично, что, по-видимому, объяснялось желанием заработать хоть какие-то средства для продолжения работы коллектива.

Сегодня известно, что фирма "Пратт Уитни" активно работает над двигателем GTF с редуктором для привода вентилятора большой размерности. Результаты исследований СНТК им. Н.Д. Кузнецова, "Снекмы" и "Дженерал Электрик" свидетельствуют, что "удельная масса и трудоемкость изготовления двигателя с редуктором меньше, чем у двигателя без редуктора, при степени двухконтурности 8…9, - заявил Е.А. Гриценко. - На создание НК-93 затрачено более 4 млрд рублей, и будет неправильно закрыть тему, тем более что даже ЦИАМ согласился с перспективностью схемы двигателя НК-93".

Кому же все-таки не выгодно появление нового экономичного двигателя в России? В первую очередь - зарубежным фирмам "Дженерал Электрик", "Снекма" и "Пратт Уитни", а также тем, кто лоббирует их интересы в России на разных уровнях. А вот всем остальным перспектива серийного выпуска НК-93 представляется весьма заманчивой. Она поможет загрузить изготовлением высокотехнологичной продукции ныне простаивающие производства, даст возможность существенно уменьшить расходы авиакомпаний на закупку топлива и, возможно, позволит вывести на мировой рынок авиатехники самолеты с весьма привлекательными характеристиками. Наконец, НК-93 может стать ступенькой на пути к перспективным, еще более перспективным двигателям.

P.S. Благодаря мерам, принятым руководством ОАО "ОПК "Оборонпром" и ОАО "СНТК им. Н.Д. Кузнецова", Постановлением Правительства РФ № 364 от 7 мая 2008 г. "О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 15 октября 2001 г. № 728", внесены изменения в федеральную целевую программу "О развитии гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года", которые предусматривают выделение средств на проведение первого этапа летных испытаний двигателя НК-93 в объеме 94 млн руб.

[Напоминаем, что Интернет-вариант статьи сильно сокращен. Ред.]

12 марта в Государственной думе под председательством члена Комитета ГД по обороне Вячеслава Тетекина состоялся «круглый стол» фракции КПРФ на тему «Состояние двигателестроения в Российской Федерации». Публикуем выдержки из основных выступлений.

В ходе «круглого стола» эксперты обсудили общее состояние авиадвигателестроения в России и направления его развития. Однако центральной темой стала оценка ситуации, сложившейся с турбовинтовентиляторным двигателем (ТВВД) НК-93.

Самолет – это прежде всего мотор

Недавно группа депутатов от КПРФ – членов Комитета Государственной думы по обороне (В. И. Бессонов, А. П. Тарнаев, В. Н. Тетекин. – Прим. ред. ) побывала в Перми в КБ «Авиадвигатель» у А. А. Иноземцева, посетила Пермский мотостроительный завод. Мы ознакомились с состоянием технологии и производства. Сегодня с открытием «круглого стола» делаем следующий шаг.

Жизнь сейчас все больше перемещается в плоскость авиации. С точки зрения гражданской сферы во главу угла ставятся огромные размеры нашей страны. Это предполагает наличие мощной дальнемагистральной, среднемагистральной и местной авиации. С точки зрения военной все формы боевых действий переместились с суши в воздух и в космос. В настоящее время ключевое значение имеют воздушно-космические средства нападения. Соответственно этому и защита от них должна иметь воздушно-космический характер.

Есть мнение, что основой любого самолета является не планер, а двигатель. Мы постоянно вспоминаем о ведущих авиаконструкторах. Среди них и наши – Туполев, Ильюшин, Яковлев, Микоян, Сухой. Но мало кто знает про конструкторов авиадвигателей. Это неправильно.

Задержка финансирования – основная сложность

Я участвовал в летных испытаниях НК-93. Возглавлял подготовку летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. На 2005-й была запланирована определенная сумма. В течение этого года мы сделали капитальный ремонт четырех серийных двигателей летающей лаборатории и контрольно-восстановительный ремонт. В 2006-м мы оборудовали летающую лабораторию и были готовы к наземным и летным испытаниям, но случилась авария. Мотор вышел из строя в связи с поломкой турбины, которая приводит в действие насосы в маслосистеме. С ремонтом мы задержались.

Двигатель был отремонтирован силами Самарского научно-технического комплекса (СНТК) имени Кузнецова, и в 2007 году 3 мая мы провели первый полет летающей лаборатории с неработающим двигателем НК-93. Почему с неработающим? Потому что надо было посмотреть обороты авторотации, поведение самолета. Силовая установка довольно тяжелая – больше семи тонн. В первом полете мы фиксировали обороты авторотации. Из-за отсутствия финансирования в том году удалось только поучаствовать в авиасалоне «МАКС-2007», фактически никаких работ не велось.

В 2008 году по договору с СНТК мы возобновили работы, но прошло время, значит, пришлось регламентные работы по носителю выполнять заново. Мы подготовили двигатель, начали наземные испытания. Необходимо было провести прочностные тесты (порядка 30 «гонок»). Их количество определялось тем, что некоторые узлы и маслосистема делались в Казани, а сам двигатель собирался в Самаре. Еще раз повторили полет с остановленным двигателем. Затем с работающим мотором 15 декабря 2008 года совершили полет до четырех километров, проверили режимы НК-93 до 0,4 номинала.

Выпустили отчет, с выводами которого многие знакомы. Как всегда, был выявлен ряд недостатков. У нас вышли из строя некоторые подсистемы. Например, в системе «Фотон» сломались датчики. Финансирование закончилось, и мы остановились в ожидании нового этапа с надеждой, что далее завод в Самаре решит этот вопрос. Последовала переписка между руководителями ЛИИ и самарского завода. Производитель двигателя просил нас подождать.

В то же время начальник нашего института Е. А. Горбунов настаивал на том, чтобы летающая лаборатория не простаивала, была в работе. Как получилось в жизни, вы все знаете. Снятый НК-93 на самолет не вернулся.

Отмечу, что во время летных испытаний мы не имели системы автоматического управления (САУ) двигателями с коррекцией по высоте и скорости полета. Вынуждены были лететь только со стендовой, так она у нас называлась, настройкой системы регулирования. Это означало, что мы испытывали НК-93 на высоте до трех-четырех тысяч метров. В этих условиях двигатель показал себя нормально. Точку, соответствующую тяговорасходным характеристикам стенда, мы в воздухе подтвердили. Она у нас практически совпала. Остальные характеристики получили расчетным способом, в частности для высоты 11 километров.

Характеристики совпали с расчетными

Подтверждаю, мы остановились только лишь потому, что у нас не было штатной системы регулирования (стояла демонстрационная САУ). Такое устройство в то время стоило мизерные деньги. Тем не менее мы его не получили. НК-93 с летающей лаборатории был снят не потому, что двигатель был плохой, а потому, что методический совет ЛИИ не разрешил испытательной группе работать дальше без регулятора.

Дмитрий Федорченко, генеральный конструктор ОАО «Кузнецов», может подтвердить или опровергнуть мои слова. Что касается зафиксированных дроссельных характеристик, при тех условиях они практически совпали с расчетными.

Результаты в стационарных условиях блестящие

По динамике прочности могу сказать, что двигатель превзошел все ожидания. Заложенные технические решения позволили преодолеть внешние трудности, в частности вынужденное использование некондиционной системы регулирования. Фактически мы работали с макетом НК-93, поэтому столкнулись с тем, что были некоторые нерасчетные условия, раскрутка заднего винта, очень тяжелая нагрузка с точки зрения проверки динамики роторной системы. Тем не менее двигатель выдержал летные испытания. С этой точки зрения абсолютно никаких замечаний нет. Кратковременно выходили только на нормативные значения на переменных режимах. Что касается стационарных режимов, то все было блестяще.

Удалось нам оценить влияние косого обдува (несовпадения оси вращения турбины и суммарного набегающего потока, что приводит к дополнительным нагрузкам на ротор двигателя и снижает его ресурс). Это один из моментов, который интересует специалистов в двигателях такого класса. Оказалось, что вентилятор в очень ограниченных условиях до 0,4 полетного режима на высоте двух километров этому подвержен.

Уже не как представитель ЛИИ, а как специалист по моторам аналогичного класса (защищал диплом в ЦАМИ по биротативному двигателю НК-12) хочу прокомментировать известную статью помощника генерального директора ГНЦ ФГУП «ЦИАМ имени П. И. Баранова» Дмитрия Боева. Мне кажется, ему не удалось все-таки расставить все точки над i.

Можно по-разному оценивать нежелание продолжать развитие столь затянувшегося проекта. Естественно, главная причина – это развал страны, ликвидация МАП и отсутствие государственного финансирования проекта, но обиднее всего – отсутствие поддержки в отрасли. Ведь проект на самом деле оказался прорывным.

А как еще можно его квалифицировать, если даже через 30 лет после закладки двигателя мы готовы были показать при испытаниях полноразмерного демонстратора самую высокую в мире экономичность для ТВВД класса 18–20 тонна-сил (тс). Приведу пример сводной характеристики всех двигателей мира. Удельный расход топлива на крейсерском режиме (CR=0,49) у НК-93 не достигнут даже двигателями пятого поколения (40-тонниками). Если бы нам дали долетать, подождали месяца два-три, пока сделали программное обеспечение с макетной САУ, мы продемонстрировали бы самый высокий CR для этого класса двигателей. Учитывая даже недобор КПД, который вполне устраним.

Мы могли показать самую высокую в мире экономичность. Полученный CR=0,22 в стартовых условиях позволял ожидать CR=0,51 в рабочей точке. Цена вопроса – заплатить несколько миллионов рублей за программное обеспечение и подождать два-три месяца. Поэтому прекращение летных испытаний НК-93 № 10, на мой взгляд, было ошибкой. После долгих усилий по доводке десяти полноразмерных опытных экземпляров необходимо было продолжать дело хотя бы до законченного концепта. По меньшей мере его можно было бы предъявить на рынок для работы с инвестором в лице Индии или КНР. Запад никогда не пойдет на совместную разработку конкурирующего двигателя.

Сам проект настолько продвинутый, что даже 30-летняя задержка его реализации по объективным и агрессивно-субъективным причинам оставляет определенные перспективы, тем более что политика относительно отечественных двигателей большой тяги еще в стадии становления. В отличие от разработки газогенератора пятого поколения для двигателей указанного класса достаточно существующий газогенератор четвертого поколения довести до кондиции. Это вполне по силам нашей промышленности.

Непревзойденный редуктор двигателей НК-93 позволяет получить самую высокую в мире экономичность для двигателей с тягой класса 18–25 тс. Это наш козырь. Да, мы завязли. Если не навсегда, то надолго отстали по высоким температурам, но четвертое поколение газогенераторов – вполне освоенная вещь. Получить при умеренной температуре в газогенераторах четвертого поколения самый высокий в мире КПД вполне реально.

Превышение заявленного веса демонстратора представляется исправимым путем замены металла на композитные материалы. Даже в РН «Протон» используется углепластик. Более того, в газогенераторе НК-93 заложена возможность форсирования тяги. Винтовентилятор с лопастями из композитного материала с диаметром 2,9 метра в составе двигателя НК-93 соответствует современным тенденциям. Тем более что малое число ступеней в вентиляторе оптимально по условиям минимизации шума. Все вышеизложенное представляется доводом в пользу реализуемости новых технических решений. Это как раз противоречит выводам и предложениям Дмитрия Боева.

Доводка двигателя возможна

Отвечаю по поводу письма из Министерства промышленности и торговли Российской Федерации, где дается не вполне комплиментарная оценка нашему двигателю. Хочу внести ясность: срок создания НК-93 не 30, а 20 лет. Двигатель начала 90-х годов минувшего века. Далее – по техническому уровню изделия. Если мы рассмотрим тенденции развития двигателестроения, причем это не мои предложения, а мнение ЦИАМа, то к 2020–2025 годам двигатели данного класса должны иметь двухконтурность 14–18. У НК-93 этот показатель 16. Количество ступеней – 12–14. На НК-93 – 22. Многовато, конечно. Здесь ничего не скажешь. Это технологии, безусловно, ушедшего века.

Есть и другие соображения. Допустим, мы согласны, что напорность вентилятора НК-93 не соответствует современным тенденциям. Сейчас она должна быть 1,4, у НК-93 – 1,22–1,27. Но дело-то не в этом. За 20 лет наука продвинулась. Конечно, в ЦИАМе есть хорошие наработки по газодинамике. Перепроектировать компрессор, имея базовый, на наименьшее количество ступеней вполне возможно. При создании двигателя ПД-14, например, очень большие средства были вложены в так называемые прорывные технологии, в которых активное участие также принимал ЦИАМ. Я не делаю институту больших комплиментов, стараюсь объективно обсудить факты. Технологии ПД-14 должны стать достоянием страны, а не какого-то конкретного двигателя. Таким образом, СНТК и ЦИАМ могли бы доработать НК-93.

Сегодня нет самолета в классе 18 тс, он не проектируется. Но все-таки не двигатель строится для самолета, а самолет под двигатель. Банальный пример – модернизированный нами ракетный двигатель действительно 40-летней давности (70-х годов минувшего века) НК-33. 5 апреля намечен старт американской РН «Антарес», сделанной именно под НК-33. Не кажется ли странным, что 40 лет прошло, а США, одна из технологически развитых стран мира, проектируют специальную ракету?

В том виде, в каком НК-93 находится сейчас, его готовым продуктом назвать нельзя. Это, безусловно, демонстратор, или прототип, или демонстратор прототипа двигателя. Есть исследования, подтверждающие, что при степени двухконтурности 12 реверс тяги целесообразно осуществлять так, как это сделано в НК-93. Мир идет в сторону увеличения двухконтурности.

Необходимо проверить двигатель: будет ли он защищен от выключения в полете? Как станет себя вести система флюгирования, сможет ли она надежно обеспечить защиту от авторотации? Если поворотную лопасть заклинит, какое получится лобовое сопротивление? Конструкция НК-93 должна предусматривать нивелирование лобового сопротивления флюгированием. Пока есть проблемы.

Существуют претензии по превышению заявленного веса и размеров. В первом случае за меня ответил Борис Коровин. Просто отметим, что обсуждаемый двигатель экспериментальный. На испытаниях он был обвешен сотнями килограммов датчиков, стояла подпилонная балка стальная, нештатная, устанавливалось множество других дополнительных систем. Поэтому вопрос веса считаю неактуальным.

Есть резерв для совершенствования. В частности, в ЦИАМе появились прекрасные подшипники скольжения. В редукторе испытывавшегося НК-93 применялись подшипники качения. Кстати, в проект заложено и скольжение. Просто не было соответствующих материалов и перешли на качение, редуктор раздулся. В ЦИАМе также появились великолепные металлокерамические материалы, которые подойдут не только для редуктора, а вообще для всего класса редукторных двигателей.

В свое время германская фирма MTU купила у нас отчет по акустическим характеристикам НК-93 за 600 тысяч марок. Тогда это были весьма неплохие деньги. Это своего рода факт признания наших достижений. Итак, обсуждаемый двигатель служит своеобразным прототипом. Развитие темы авиамоторов со сверхвысокой двухконтурностью до 2025 года необходимо продолжать. Вопрос о сертификации уже не является важным, а вот рассмотренная тематика должна находиться в разработке.

В письме министерства фактически подчеркивается необходимость использования задела по НК-93 для перспективных двигателей больших тяг (30 тс). Они будут иметь такой же диаметр, как и НК-93. Диаметр вентилятора – под три метра. Так я оцениваю техническое совершенство этого авиадвигателя. А направление, безусловно, перспективное для моторов будущего. По оценке ЦИАМа, двигатели 2020–2025 годов по удельному расходу топлива будут на уровне 0,5 килограмма на один килограмм тяги в час (кг/кгс ч). Прогноз для НК-93 по замеренным характеристикам (со слов Бориса Коровина) – на уровне 0,51. Таким образом, с учетом современных разработок в области газовой динамики резервы снижения удельного расхода существенные.

В журнале "Двигатель " 28 января была опубликована статья Дмитрия Боева , помощника генерального директора ГНЦ ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова" "Перспективы разработки авиационных двигателей большой тяги " .

В данном материале весьма подробно рассматривается история и состояние программы разработки двигателя НК-93. Некоторые моменты представляются небезынтересными. Следует отметить, что данный материал появился в свете решений заседания "Экспертного совета при Научно-координационном совете по координации, научно-техническому и организационному сопровождению реализации федеральной целевой программы "Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года", который прошел в в ЦИАМ 14 января 2013 г. На повестке дня стоял единственный вопрос: "Создание в России авиационного двигателя большой тяги (30 тс и более) и оценка возможности использования научно-технического задела, полученного в рамках создания авиационного двигателя НК-93".

На Экспертном совете, в частности, было отмечено, что для России потребности в двигателях большой тяги (Rвзл = 25...35 тс и более) связаны с перспективами создания новых дальнемагистральных пассажирских и транспортных самолетов, а также с ремоторизацией самолетов Ан-124 с целью повышения их грузоподъемности. Но определение продуктовой политики ОАО "OAK" применительно к указанным новым самолетам в настоящее время находится на начальном этапе, что не позволяет сформулировать конкретные требования к потребному диапазону тяги рассматриваемых двигателей.

По вопросу оценки возможности использования наработок, полученных в результате работы над НК-93, страсти бушуют уже не один десяток лет. И бытует достаточно устойчивое мнение, что это и есть тот самый "прорывной продукт", позволяющий, в случае применения, резко обогнать всех конкурентов в области авиационного двигателестроения большой мощности, но только его внедрение зачем-то кем-то тормозится: возможно, с подачи тех самых конкурентов. Вопрос создания НК-93 неоднократно рассматривался на различных совещаниях в ЦИАМ. Сейчас стало ясно, что надо собрать достаточно авторитетное сообщество специалистов и, наконец, "расставить все точки над i" в этом вопросе.

Двигатель НК-93 был заложен в конце 1980-х годов на базе освоенных к тому времени в АНТК, (позже - ОАО "СНТК им. Н.Д. Кузнецова", ныне ОАО "Кузнецов") конструктивно-технологических решений по газогенератору и новых решений по винтовентилятору. Он разрабатывался взамен двигателя НК-92, создание которого было предусмотрено постановлением СМ СССР № 1309-187 от 06.12.1990 и приказом Министра авиационной промышленности № 10 от 15.01.1991 г. в обеспечение создания военно-транспортного самолета Ил-106. Двигатель должен был удовлетворять уникальным требованиям: высоким отношением взлётной тяги к тяге крейсерской (для обеспечения короткого взлёта с грунта); невысокой скорости продолжительного полёта (Мкр=0,75) на большой высоте; короткий пробег при посадке; специальным условиям компоновки двигателя на самолёт. Этим требованиям в максимальной степени удовлетворял двигатель с закапотированным биротативным винтовентилятором (БВВ), приводимым через редуктор, со степенью повышения давления πк* = 1,22…1,27 и с регулируемыми углами установки лопаток. Под эту работу в Ступино был спроектирован и создан специальный перспективный винтовентилятор СВ-92 с композитными лопатками и регулятор РСВ-92, которым должен оснащаться двигатель (в реальности регулятор с двигателем не испытывался). К сожалению, и проект самолёта Ил-106 не был реализован, что, естественно, самым негативным образом отразилось и на судьбе НК-93.

В настоящее время разрабатываются двигатели с редукторным приводом вентилятора, однако степень повышения давления во всех них существенно выше, чем у НК-93, что позволяет уменьшить диаметр и вес мотогондолы, уменьшить её внешнее сопротивление и увеличить крейсерскую скорость полёта, а также не использовать поворотные лопатки на винтовентиляторе.

риказом МАП № 64 1991 г. был утверждён план-график создания двигателя НК-93. Согласно этому приказу, устанавливались сроки создания двигателя - 1991-1996 гг., предъявление его на ГСИ - IV квартал 1996 г., а начало серийного выпуска - 1997 г. Приказ не был отменён. Отменили МАП. И в той экономической чересполосице, какая имело место быть, понятно, что до завершения этот приказ никто не довёл.

Опытно-конструкторские работы по двигателю были начаты без наличия достаточного научно-технического задела (НТЗ), прежде всего, по новым узлам (БВВ, "тонкая" гондола, планетарно-дифференциальный редуктор большой мощности с высоким ресурсом, система автоматического управления БВВ). Отсутствие должного НТЗ не позволило ОКБ обеспечить требуемые параметры двигателя (к.п.д. узлов, массовые характеристики, работоспособность БВВ и др.).

Первый экземпляр опытного (демонстрационного) двигателя НК-93 был создан в 1991 г. Всего в доводке находились 10 двигателей, из которых два - с композиционными лопатками винтовентилятора. Суммарная наработка двигателей составляет 3600 ч.

Газогенератор двигателя в 1999 г. прошел испытания в ТБК ЦИАМ в имитируемых условиях полета (Н = 11 км, Мп = 0,75). По результатам этих испытаний недоборы к.п.д. (после 8 лет доводки) составили: Δη*кнд = 1,8 %, Δη*квд = 1,4 %, Δη*твд = 7,1 %, Δη*тнд = 2 %. По результатам увязки параметров двигателя в стендовых условиях недобор к.п.д. винтовентилятора Δη*вв = 1...1,5 %, к.п.д. турбины винтовентилятора Δη*твв = 1 %. Из-за недоборов к.п.д. фактическая температура газа перед турбиной на взлетном режиме превысила расчетную температуру более, чем на 140 °С, а удельный расход топлива на крейсерском режиме работы превысил заявленное значение на 9 % (по оценке ЦИАМ).

В марте 2003 г. ОАО "СНТК им. Н.Д. Кузнецова" совместно с ЦИАМ был разработан план мероприятий по повышению к.п.д. узлов и снижению температуры газа перед турбиной и определен перечень работ по доводке двигателя. Согласно этому перечню необходимо доработать практически все узлы и системы двигателя, провести комплекс доводочных работ по винтовентилятору и его системе управления, а также разработать штатную электронную систему автоматического управления (САУ) и контроля. Только при этих условиях возможно достижение требуемых показателей надежности и ресурса двигателя. Работы по указанному плану в период 2003-2009 гг. не проводились. На выполнение этих работ по оценке ЦИАМ потребуется 5-7 лет.

Доводка двигателя так и находится на начальном этапе, выполнено ~10 % необходимых работ, окончательный конструктивный профиль двигателя (типовая конструкция) до сих пор не определен. Лопаточные машины двигателя выполнены на уровне технологий 1980-х годов (с большим числом ступеней в компрессоре). Штатной САУ до сих пор нет. Масса двигателя НК-93 №10 (по данным ОАО "СНТК им. Н.Д. Кузнецова") составляет 6364 кг вместо 5140 кг по ТЗ (превышение на 24%).

Дополнительно к сказанному: в связи с закрытием темы по Ил-106 была проведена оценка возможности применения двигателя НК-93 на других машинах схожего класса. По результатам этих работ можно прийти к выводу, что применение НК-93 с достигнутыми характеристиками привело бы к уменьшению дальности полета Ту-214 и Ил-96-300 на 7…8 % по сравнению с применением на них ПС-90А.

Есть и ещё одно существенное обстоятельство, которое нельзя выбросить из рассмотрения при анализе данной тематики. Это вопросы сертификации двигателя. Дело в том, что сертификационный базис и планы сертификации двигателя НК-93 были утверждены в 2001 г. и в настоящее время срок действия заявки на сертификацию истек. Кроме того, в 2011 г. пересмотрены Нормы летной годности АП-33 с включением в них дополнительных требований, содержащихся в зарубежных нормах: по стойкости к забросу крупной стайной птицы, обеспечению возможности полета при определенных дефектах САУ, предотвращению вылета ротора вентилятора в направлении полета при разрушении вала и др. Изменились и требования к сертификации комплектующих и узлов двигателя. При повторном составлении заявки на сертификацию двигателя НК-93 несомненно потребуется пересмотр сертификационного базиса с учетом современных требований по обеспечению безопасности полетов, которые не учитывались при проектировании двигателя.

Суммируя сказанное, становится ясно, что двигатель в существующей компоновке не может быть сертифицирован. Для проведения его сертификации необходимо было бы обновить сертификационный базис и составить новые планы сертификации.

С учетом всего выше приведенного, специалистами ФГУП ЦИАМ им. П.И. Баранова в 2009 году было выпущено Заключение о состоянии работ по двигателю НК-93. В нём, кроме выше приведенного, отмечалось, что в 2006 г. двигатель НК-93 №10 с демонстрационной САУ был установлен на летающей лаборатории (Ил-76ЛЛ). Выполнено пять полетов: в 2007 г. - два полета Ил-76ЛЛ с неработающим двигателем НК-93 для отработки систем ЛЛ; в декабре 2008 г. - три полета ЛЛ до высоты 2000 м со скоростью 350...600 км/ч; из них два полета при авторотирующем двигателе, третий при работе двигателя на режиме от малого газа до 0,4 максимально-продолжительного. Ограничения по САУ не позволили получить более высокие режимы работы двигателя.

Таким образом, цели летных испытаний, состоящие в демонстрации новых технических решений (регулируемый биротативный винтовентилятор с реверсом тяги, редуктор, система управления ВВ и др.) и выявлении реальных тягово-экономических характеристик силовой установки сверхбольшой степени двухконтурности в обеспечение создания научно-технического задела для перспективных авиационных двигателей, не могли быть достигнуты. Посчитали, что при имеющихся недочётах, особенно при отсутствии штатной САУ далее проводить лётные испытания нецелесообразно.

Этот вывод специалистов означает единственное: работоспособность конструкции доказана, параметры определены наземными испытаниями, а прежде, чем проводить лётные испытания и сертифицировать машину, необходимо произвести весь комплекс работ, который мы упомянули в данной статье. И попытка спекулировать на том, что данная, обладающая уникальными возможностями, конструкция, должна быть безо всяких доработок запущена в серию - не более, чем профанация и курс на бесславную гибель хорошего дела и мощные затраты средств.

Для всестороннего рассмотрения этого вопроса в 2011 г. в ЦИАМ состоялось совещания по вопросам возможных направлений использования НТЗ, созданного при разработке авиационного двигателя НК-93, и целесообразности завершения его летных испытаний. На совещании была отмечена важность обобщения и сохранения созданного научно-технического задела по узлам двигателя и перспективным конструкторским решениям: планетарно-дифференциальному редуктору большой мощности, реверсированию поворотом лопаток биротативного вентилятора, композитной гондоле и ее обтеканию на различных режимах работы двигателя и др. для последующих разработок перспективных двигателей. Был сформулирован ряд предложений по возможным направлениям формирования НТЗ с использованием материальной части двигателя НК-93 (по облегченным рабочим и статорным лопаткам вентилятора, подшипникам скольжения в редукторе, перспективным технологиям в редукторе и др.).

Генеральный директор ЦИАМ (в настоящее время - его научный руководитель) В.А. Скибин, подводя итоги совещания, предложил его участникам подготовить свои предложения по содержанию и ожидаемым результатам летных испытаний двигателя НК-93, а также целесообразности их использования в перспективных разработках с обоснованием сроков, объема подготовительных работ и стоимости. После обобщения предложений представить их руководству Минпромторга РФ и ОАО "УК "ОДК" для принятия решения.

По результатам этого совещания и был подготовлен Экспертный совет, с упоминания которого я начал эту статью. А по разработкам двигателя большой мощности совет ответил следующее. Из анализа тенденций развития мирового рынка авиационной техники следует, что для обеспечения конкурентоспособности перспективные двигатели большой тяги в период после 2025 г. должны обеспечить снижение уровня шума более чем на 20 ЕРNдБ (по сравнению с нормами Гл. 4 ИКАО), эмиссии NOX - на 40...60 % (по сравнению с нормами 2008 г.), иметь наработку на выключение в полете более 300 тыс. ч, ресурс основных деталей - не менее 20/40 тыс. полетных циклов, наработку на крыле - более 15...20 тыс. ч, удельный расход топлива - на 15...20% меньше по сравнению с уровнем двигателей 4+ поколения. Столь высокие требования предопределяют необходимость создания нового двигателя 5/5+ поколения. По мнению Экспертного совета, модификации двигателей 4 поколения (Д-18Т, НК-93, НК-32) не позволят обеспечить выполнение указанных требований.

По предварительным оценкам затраты на создание конкурентоспособного на мировом рынке двигателя в классе тяги 30...35 тс могут составить 120...150 млрд рублей (в ценах 2012 г.).

Следует учитывать, что ведущие западные двигателестроительные фирмы не заинтересованы проводить работы по созданию двигателей такой тяги совместно с двигателестроительной отраслью России, т.к. ими уже созданы двигатели 5 поколения в данной продуктовой нише ("Дженерал-Электрик" - Gen X, GP 7200, "Пратт-Уитни" - GP 7200, "Роллс-Ройс" - Trent 500, Trent 900, Trent 1000) для самолетов А380, А340 и В787.